Nghiên cứu chế tạo hộp đen chống gian lận đo lường tại các trạm xăng dầu

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆN ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ









BÁO CÁO TỔNG HỢP

KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO HỘP ĐEN
CHỐNG GIAN LẬN ĐO LƯỜNG
TẠI CÁC TRẠM XĂNG
DẦU






Cơ
quan thực hiện đề tài: Viện nghiên cứu Ứng dụng công nghệ
Chủ nhiệm đề tài: KS. Võ Thế Ngọc

8573



Hà Nội, 5-2010



BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆN ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ









BÁO CÁO TỔNG HỢP

KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO HỘP ĐEN
CHỐNG GIAN LẬN ĐO LƯỜNG
TẠI CÁC TRẠM XĂNG DẦU








Chủ nhiệm đề tài:
Cơ quan thực hiện đề tài:



KS. Võ Thế Ngọc








Hà Nội, 5-2010

BÁO CÁO THỐNG KÊ
KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

I. THÔNG TIN CHUNG
1. Tên đề tài: Nghiên cứu chế tạo hộp đen chống gian lận đo lường tại các
trạm xăng dầu
2. Chủ nhiệm đề tài:
Họ và tên: Võ Thế Ngọc
Ngày, tháng, năm sinh: 16/08/1965 Nam/ Nữ: Nam
Học hàm, học vị: Kỹ sư Vật lý
Chức danh khoa học: Nghiên cứu viên Chức vụ: Cán bộ
Điện thoại: Tổ
chức: (04) 38 544 099 Nhà riêng: (04) 38 543 212
Mobile: 0912908558
Fax: (04) 38 548 187 E-mail:
Tên tổ chức đang công tác:Viện Ứng dụng công nghệ
Địa chỉ tổ chức: 25 Lê Thánh Tông - Hà Nội
Địa chỉ nhà riêng: P407 - C9 Thanh xuân Bắc - Thanh xuân - Hà Nội
3. Tổ chức chủ trì đề tài:
Tên tổ chức chủ trì đề tài: Viện Ứng dụng Công nghệ
Điện thoại: (04) 39 333 389 Fax: (04) 39 330 267
E-mail:
Website: www.nacentech.vn
Địa chỉ: 25 Lê Thánh Tông, Hoàn Kiếm, Hà Nội
Họ và tên thủ trưởng tổ chức: Trần Xuân Hồng
Số tài kho
ản: 301.01.111.02.16
Ngân hàng: Kho bạc Nhà nước Hai Bà Trưng
Tên cơ quan chủ quản đề tài: Bộ Khoa học và công nghệ

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
VIỆN ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Hà nội, ngày tháng năm 2010
II. TÌNH HÌNH THỰC HIỆN
1. Thời gian thực hiện đề tài:
- Theo Hợp đồng đã ký kết: từ tháng 03/ năm 2009 đến tháng 03/ năm2010
- Thực tế thực hiện: từ tháng 03/ năm 2009 đến tháng 03/ năm2010
2. Kinh phí và sử dụng kinh phí:
a) Tổng số kinh phí thực hiện: 400 tr.đ, trong đó:
+ Kính phí hỗ trợ từ SNKH: 400tr.đ.
+ Kinh phí từ các nguồn khác:
b) Tình hình cấp và sử dụng kinh phí từ nguồn SNKH:
Theo kế hoạch Thực tế th
ực hiện
Số
TT
Thời
gian
(Tháng,
năm)
Kinh phí
(Tr.đ)
Thời
gian
(Tháng,
năm)
Kinh phí

thực hiện
(Tr.đ)
Kinh phí
thực hiện
tiết kiệm
(Tr.đ)
Ghi chú
(Số đề
nghị
quyết
toán)
1 3/2009 400 3/2010 390 10 390

c) Kết quả sử dụng kinh phí theo các khoản chi:
Đối với đề tài:
Đơn vị tính: Triệu đồng
Theo kế hoạch Thực tế thực hiện
SNKH
Số
TT
Nội dung
các khoản
chi
Tổng SNKH
Nguồn
khác
Tổng
Thực
hiện
Tiết

kiệm
Nguồn
khác
1
Trả công lao
động (khoa
học, phổ
thông)
180 180 180 170 10
2
Nguyên, vật
liệu, năng
lượng
170 170 170 170
3
Thiết bị, máy
móc

4
Xây dựng,
sửa chữa nhỏ

5 Chi khác
50 50 50 50

Tổng cộng 400 400 400 400


3. Các văn bản hành chính trong quá trình thực hiện đề tài/dự án:
(Liệt kê các quyết định, văn bản của cơ quan quản lý từ công đoạn xác định

nhiệm vụ, xét chọn, phê duyệt kinh phí, hợp đồng, điều chỉnh (thời gian, nội
dung, kinh phí thực hiện nếu có); văn bản của tổ chức chủ trì đề tài, dự án
(đơn, kiến nghị điều chỉnh nếu có)
S
ố
TT
Số, thời gian
ban hành văn
bản
Tên văn bản Ghi chú
1 2811/ QĐ-
BKHCN ngày
18/12/2008
Quyết định về việc giao thực hiện
nhiệm vụ " Nghiên cứu chế tạo hộp
den chống gian lận đo lường tại các
trạm xăng dầu"

2 Biên bản ngày
22/12/2008
Biên bản xét duyệt đề tài của Hội đồng
KH&CN cấp Bộ

3 Biên bản ngày
31/12/2008
Biên bản thấm định tài chính
4 3007/QĐ-
BKHCN ngày
31/12/2008
Quyết định phê duyệt đề tài nghiên cứu

cấp Bộ của Viện Ứng dụng công nghệ

5 03/HĐ/ĐT ngày
23/2/2009
Hợp đồng thực hiện đề tài nghiên cứu
khoa học và phát strieenr công nghệ
cấp bộ

28/QĐ-ƯDCN
ngày 17/3/2009
Quyết định giao thực hiện đề tài cấp Bộ

4. Tổ chức phối hợp thực hiện đề tài:
Số
TT
Tên tổ
chức đăng
ký theo
Thuyết
minh
Tên tổ chức đã
tham gia thực
hiện
Nội dung
tham gia
chủ yếu
Sản phẩm
chủ yếu
đạt được
Ghi chú*

1 Tổng cục
Tiêu chuẩn
Đo lường
chất lượng
Tổng cục Tiêu
chuẩn Đo
lường chất
lượng
Tham gia
nghiên cứu
sản phẩm
Báo cáo
chuyên đề

2 Bộ Công
thương
Công ty Thiết
bị điện tử xăng
dầu Petrolimex
Tham gia
thử nghiệm
sản phẩm
Báo cáo
kết quả thử
nghiệm

- Lý do thay đổi (nếu có): Trong quá trình thực hiện, đề tài không có yêu cầu
công việc nào cần liên hệ với Bộ Công thương. Việc thử nghiệm sản phẩm
của đề tài chỉ có công ty Thiết bị điện tử xăng dầu Petrolimex là đơn vị có
điều kiện thử nghiệm và đồng ý hợp tác thử nghiệm.

5. Cá nhân tham gia thực hiện đề tài, dự án:
(Người tham gia thực hiện đề tài thuộc tổ chức chủ trì và cơ quan phối hợp,
không quá 10 người kể cả chủ nhiệm)
Số
TT
Tên cá nhân
đăng ký theo
Thuyết minh
Tên cá nhân
đã tham gia
thực hiện
Nội dung tham gia
chính
Sản phẩm
chủ yếu
đạt được
Ghi
chú*
1 Võ Thế Ngọc Võ Thế
Ngọc
Chủ nhiệm đề tài Báo cáo
tổng kết,
sản phẩm
mẫu

2 Nguyễn
Tuấn Hùng
Nguyễn

Tuấn Hùng
Tham gia nghiên cứu
chế tạo hộp đen
Báo cáo
tổng kết,
sản phẩm
mẫu

3 Nguyễn
Mạnh Cường
Nguyễn
Mạnh Cường
Tham gia nghiên cứu
chế tạo hộp đen
Báo cáo
tổng kết,
sản phẩm
mẫu

4 Phạm Hồng
Tuấn
Phạm Hồng
Tuấn
Dịch tài liệu Bản dịch
5 Nguyễn
Tuấn Vũ
Nguyễn
Tuấn Vũ
Tính toán thiết kế
mạch đo và mã hóa số

liệu của hộp đen
Báo cáo
chuyên đề

6 Phạm Kim
Thu
Phạm Kim
Thu
Thư ký đề tài
7 Nguyễn
Ngọc Huề
Nguyễn
Ngọc Huề
Khảo sát các chủng
loại cột đo xăng dầu
hiện đang sử dụng ở
Việt nam
Báo cáo
chuyên đề

8 Bùi Trung
Dũng
Bùi Trung
Dũng
Khảo sát các chủng
loại cột đo xăng dầu
hiện đang sử dụng ở
Việt nam
Báo cáo
chuyên đề

9 Nguyễn
Minh Thắng
Nguyễn
Minh Thắng
Khảo sát các chủng
loại cột đo xăng dầu
hiện đang sử dụng ở
Việt nam
Báo cáo
chuyên đề

10 Nguyễn
Hồng Thái
Nguyễn
Thành Hợp
Tham gia nghiên cứu
chế tạo hộp đen
Báo cáo
chuyên đề

- Lý do thay đổi: ông Nguyễn Hồng Thái do yêu cầu công tác đã không thể
tham gia nghiên cứu đề tài. Trong quá trình thực hiện đề tài, do khối lượng
công việc lớn, để đảm bảo thời gian thực hiện, nhóm nghiên cứu đề tài đã mời
ông Nguyễn Thành Hợp - cán bộ nghiên cứu thuộc Trung tâm Quang điện tử
tham gia.
6. Tình hình hợp tác quốc tế:
7. Tình hình tổ chức hội thảo, hội nghị:
8. Tóm tắt các nội dung, công việc chủ yếu:
(Nêu tại mục 15 của thuyết minh, không bao gồm: Hội thảo khoa học, điều tra

khảo sát trong nước và nước ngoài)
Thời gian
(Bắt đầu, kết thúc
- tháng … năm)
Số
TT
Các nội dung, công việc
chủ yếu
(Các mốc đánh giá chủ
yếu)
Theo kế
hoạch
Thực tế
đạt được
Người,
cơ quan
thực hiện
1 Khảo sát nghiên cứu các
chủng loại cột đo xăng dầu
hiện đang sử dụng ở Việt
nam
3/2009 -
6/2009
3/2009 -
6/2009
Tổng cục Tiêu
chuẩn đo lường
chất lượng
2 Thiết kế, chế tạo thiết bị 7/2009 -
11/2009

7/2009 -
11/2009
Viện Ứng dụng
công nghệ
3 Thử nghiệm và đánh giá
các thông số của thiết bị
12/2009 -
2/2010
12/2009
- 2/2010
Công ty Thiết bị
điện tử xăng dầu
Petrolimex
4 Báo cáo nghiệm thu 3/2010 3/2010 Võ Thế Ngọc
- Lý do thay đổi (nếu có):

III. SẢN PHẨM KH&CN CỦA ĐỀ TÀI, DỰ ÁN
1. Sản phẩm KH&CN đã tạo ra:
a) Sản phẩm Dạng I:
Số
TT
Tên sản phẩm và chỉ tiêu chất
lượng chủ yếu
Đơn
vị đo
Số
lượng
Theo
kế
hoạch

Thực tế
đạt
được
Bộ sản phẩm gồm:
1 Hộp đen chống gian lận đo lường tại
các trạm xăng dầu:
- Đo mã hóa và lưu trữ số liệu.
- Giá trị lưu trữ đến 10
7
lít. Độ chính
xác: lít
Chiếc 02 02 02
2 Thiết bị đọc số liệu cho hộp đen:
Giải mã đọc số liệu. Giá trị đọc 10
7
lít. Độ chính xác: lít.
Chiếc 02 02 02
b) Sản phẩm Dạng II:
c) Sản phẩm Dạng III:
e) Thống kê danh mục sản phẩm KHCN đã được ứng dụng vào thực tế
2. Đánh giá về hiệu quả do đề tài, dự án mang lại:
a) Hiệu quả về khoa học và công nghệ:
(Nêu rõ danh mục công nghệ và mức độ nắm vững, làm chủ, so sánh với trình
độ công nghệ so với khu vực và thế giới…)
b) Hiệu quả về kinh tế xã hội:
(Nêu rõ hiệu quả làm lợi tính b
ằng tiền dự kiến do đề tài, dự án tạo ra so với
các sản phẩm cùng loại trên thị trường…)
3. Tình hình thực hiện chế độ báo cáo, kiểm tra của đề tài, dự án:
Số

TT
Nội dung
Thời gian
thực hiện
Ghi chú
(Tóm tắt kết quả, kết
luận chính, người chủ
trì…)
I Báo cáo định kỳ
Lần 1 30/10/2009 Thực hiện đúng kế
hoạch đăng ký trong dự
toán
II Kiểm tra định kỳ
Lần 1
III Nghiệm thu cơ sở


Chủ nhiệm đè tài Thủ trưởng tổ chức chủ trì
(Họ tên, chữ ký) (Họ tên, chữ ký và đống dấu)



NACENTECH Hộp đen chống gian lận đo lường xăng dầu
ml

Mục lục
Trang
Mở đầu 1
Phần I. NGUYÊN LÝ CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA CỘT BƠM
NHIÊN LIỆU ĐIỆN TỬ 3

1.1 Khái niệm, định nghĩa 3
1.2 Phân loại 3
1.3 Cấu tạo của cột bơm điện tử 4
1.4 Sơ đồ khối và hoạt động của cột bơm 5
1.5 Hoạt động của cột bơm 6
1.6 Bơm và hệ tách khí 7
1.7 Bầu lường 8
1.8 Bộ phát xung - Pulser 10
1.9 Bộ xử lý tín hiệu – CPU 14
1.10 Mạch hiển thị 16
1.11 Mạch nguồn 17
1.12 Mạch điều khiển công suất 18
1.13 Bàn phím 18
1.14 Van, điều khiển lưu lượ
ng 19
1.15 Phần mềm của hệ thống 20
Phần II. CÁC VỊ TRÍ CÓ THỂ CÓ THỂ CAN THIỆP ĐỂ THỰC HIỆN
GIAN LẬN TRÊN CỘT ĐO NHIÊN LIỆU 21
2.1 Gian lận trên bầu lường 22
2.2 Gian lận trong hệ truyền động của trục đo bầu lường 22
2.3 Gian lận tại bộ chuyển đổi xung 24
2.4 Gian lận bằng cách lắp thêm bộ
tăng xung 25
NACENTECH Hộp đen chống gian lận đo lường xăng dầu
ml

2.5 Gian lận trên Main Board - bộ CPU 25
Phần III. GIẢI PHÁP KỸ THUẬT CỦA THIẾT BỊ 28
3.1 Vị trí đo được dung tích thực mà hành vi sai phạm khó can thiệp 28
3.2 Tín hiệu đầu vào và chức năng cấu tạo của hộp đen 28

3.3 Hộp đen 30
Các tính năng của hộp đen 30
Mạch khuyếch đại tín hiệu 30
Mạch nguồn 31
Mạch thời gian thực - RTC 31
Mạch lưu trữ dữ liệu 33
Mạch thu phát quang 34
Vi điều khiển MCU 35
Yêu cầu cơ khí vỏ hộp 36
3.4 Thiết bị cầm tay 37
Chỉ tiêu kỹ thuật của thiết bị cầm tay 38
Chức năng của thiết bị c
ầm tay được mô tả như sau: 38
Phần IV. THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO 40
4.1. Mạch điện tử của thiết bị 40
4.1.1 Mạch thu tín hiệu từ pulser 40
4.1.2 Kỹ thuật đếm xung của hộp đen 40
4.1.3 Mạch lưu trữ dữ liệu của hộp đen 42
4.1.4 Mạch thời gian thực DS1307 44
Thuật toán lưu số liệu của ATmega128 47
4.1.5 Mạch thu phát hồng ngoại 48
4.1.6 Truyền thông nối tiếp không đồng bộ 49
NACENTECH Hộp đen chống gian lận đo lường xăng dầu
ml

4.1.7 Các mạch nguyên lý và PCB của hộp đen 52
Danh mục linh kiện mạch hộp đen 55
4.1.9 Các mạch nguyên lý và PCB của thiết bị cầm tay 56
4.1.10 Danh mục linh kiện mạch cầm tay 60
4.1.11 Phần mềm của thiết bị 61

Phần mềm cho hộp đen 61
Phần mềm cho thiết bị cầm tay 71
4.2 Cơ khí vỏ hộp 94
4.2.1 Cáp nối lấy tín tín hiệu từ pulser 94
4.2.2 Hộp đen 95
Phần thân hộp 95
Phần nắp hộp 106
4.2.2 Hộp điều khiển cầm tay 111
Phần thân hộp 111
Phần nắp hộp 112
4.2.3 Hình dạng thiết bị đã hoàn chỉnh 117
Phần V. THỬ NGHIỆM 118
5.1 Thử nghiệm trong phòng thí nghiệm 118
5.1.1 Sơ đồ thử nghiệm độ chính xác và các chức n
ăng 118
Kiểm tra chức năng đo nhanh 119
Kiểm tra việc ghi nhớ dữ liệu 122
Kiểm tra chức năng nhớ dữ liệu theo thời gian thực 123
5.1.2. Thử nghiệm thiết bị theo nhiệt độ 127
Hệ thử nghiệm nhiệt 127
Các bước tiến hành thử nghiệm: 128
NACENTECH Hộp đen chống gian lận đo lường xăng dầu
ml

5.1.3 Nhận xét kết quả thử nghiệm trong phòng thí nghiệm 133
5.2 Thử nghiệm trên 02 cột đo nhiên liệu thực 134
5.2.1. Giới thiệu 02 cột đo xăng dầu điện tử sử dụng chạy thử nghiệm136
5.2.2 Lắp đặt hộp đen và chạy kiểm tra 137
5.2.3 Quy trình vận hành chạy thử nghiệm 139
Thử nghiệm chức năng Set Time 139

Thử nghiệm chức năng password 141
Thử nghiệm chứ
c năng đo nhanh 142
Thử nghiệm chức năng lấy dữ liệu của hộp đen 143
Thử nghiệm chức năng xem dữ liệu của hộp đen 145
Thử nghiệm chức năng ghi nhớ dữ liệu của hộp đen khi mất điện 145
5.2.4 Kết quả thử nghiệm trên cột đo 146
Phần VI. NHẬN XÉT VÀ KIẾN NGHỊ 147
6.1 Nhận xét 147
6.2 Kiến nghị
147
Phụ lục 1: Kết quả thử nghiệm trên cây xăng thực
Phụ lục 2: Hướng dẫn sử dụng
Tài liệu tham khảo






NACENTECH Hộp đen chống gian lận đo lường xăng dầu

1

Mở đầu

Gian lận trong đo lường xăng dầu đã và đang xảy ra ngày càng nhiều,
mức độ gian lận ngày càng tăng, thủ đoạn gian lận ngày càng tinh vi và phức
tạp. Tình trạng này này đã gây nhiều bức xúc cho người tiêu dùng và các nhà
quản lý. Các biện pháp chống gian lận đã được sự quan tâm của nhiều cơ

quan ban ngành.
Bộ Khoa học và Công nghệ là cơ quan quản lý về khoa học và công
nghệ rấ
t quan tâm đến việc tìm ra giải pháp bằng kỹ thuật để có thể hạn chế
gian lận đo lường tại các trạm xăng dầu.
Tổng cục tiêu chuẩn đo lường chất lượng đề xuất lên Bộ Khoa học và
Công nghệ giải pháp "Nghiên cứu chế tạo hộp đen chống gian lận trong đo
lường tại các trạm xăng dầu". Với các yêu cầu kỹ thuật chính sau:
• Tự động ghi lại các tiến trình thu thập dữ liệu độc lập
• Chỉ có người có thẩm quyền mới có mã để đọc số liệu
• Có cơ cấu kẹp chì, dán tem chống can thiệp từ bên ngoài, nếu có can
thiệp thì dễ phát hiện.
• Số liệu đo được có thể làm cơ sở để so sánh và xác định việc gian lận
có hay không
• Nhỏ gọn, bền, s
ử dụng năng lượng nguồn có sẵn
• Không ảnh hưởng hay làm sai lệch phép đo lường cột bơm nhiên liệu

Đây là một nhiệm vụ nghiên cứu chế tạo một thiết bị hoàn toàn mới mà
chưa một cơ sở nào trong nước hay trên thế giới có sản phẩm này để tìm hiểu
học hỏi. Các cột bơm nhiên liệu đang hoạt động không biết mệt mỏi vừ
a nhập
khẩu vừa sản xuất trong nước. Số lượng các nhà sản xuất lắp ráp là rất lớn,
chưa nói đến mỗi nhà sản xuất có bao nhiêu mẫu mã, bao nhiêu kiểu công
nghệ, kỹ thuật được cải tiến hàng ngày… đang được sử dụng ở Việt nam.
NACENTECH Hộp đen chống gian lận đo lường xăng dầu

2
Đối tượng để nghiên cứu có thể nói là lần đầu tiên chúng tôi phải tiếp
cận với loại thiết bị mà chủ sở hữu chắc không ai muốn nghe, chứ chưa nói

đến giúp đỡ để nghiên cứu một cái hộp mà chức năng của nó quản lý lại chính
họ.
Như chúng ta đã biết, cột bơm nhiên liệu phần lớn đo, tính toán, xử lý,
điều khiển và hiển thị đều là m
ạch điện tử, sử dụng các vi điều khiển lập trình
được. Ở nước ta kỹ thuật này những năm gần đây rất phát triển. Vì vậy việc
gian lận đã đạt đến mức mà các các nhà quản lý phải phối hợp với công an có
trình độ điện tử tin học mới có thể thanh kiểm tra và phát hiện được.
Thời gian để thực hiện trong một năm là quá h
ạn hẹp đối với một sản
phẩm công nghiệp có tính nhạy cảm như hộp đen. Tuy nhiên nhóm đề tài đã
cố gắng rất nhiều để thực hiện hoàn thành nhiệm vụ. Có 02 bộ thiết bị mẫu đã
được thử nghiệm trên cây xăng thực và có kết quả tính năng kỹ thuật như yêu
cầu mà đề tài đặt ra. Làm cơ sở kỹ thuật để hoàn thiện s
ản xuất hàng loạt đưa
vào ứng dụng

Chúng tôi xin chân thành cảm ơn:
Viện Ứng Dụng Công Nghệ
Tổng Cục Tiêu Chuẩn Đo Lường Chất Lượng
Công ty cổ phần thiết bị xăng dầu PETROLIMEX
Các cán bộ kỹ thuật nhà máy Thiết Bị Điện Tử Xăng Dầu, 44 Sài đồng
- Long biên - Hà nội.
Đã tạo điều kiện để nhóm đề tài hoàn thành được nhiệm v
ụ

NACENTECH Hộp đen chống gian lận đo lường xăng dầu

3
Phần I. NGUYÊN LÝ CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA CỘT BƠM
NHIÊN LIỆU ĐIỆN TỬ
1.1 Khái niệm, định nghĩa
Cột đo xăng dầu là một hệ thống để đo lượng xăng dầu trong bán lẻ,
cấp phát xăng dầu, gồm có các bộ phận cơ bản cấu thành:
- Hệ bơm và tách khí (hệ thuỷ lực)
- Bộ phận lường (b
ầu lường /buồng đong)
- Bộ phận chỉ thị
- Khung vỏ và các phụ kiện
1.2 Phân loại
Tuỳ theo cấu tạo của các bộ phận, chi tiết cơ bản và nguyên lý vận
hành. Cột đo xăng dầu có thể được phân loại như sau:
Theo cấu tạo hoạt động của bộ phận lường
Cột xăng dầu được phân thành 2 loại:
• Loạ
i đo liên tục đối với bất kỳ thể tích nào bằng đồng hồ chất lỏng (bầu
lường).
• Loại đo theo định lượng bằng các bình đong có dung tích cố định.
Theo nguyên lý điều khiển, vận hành, dẫn động
Cột đo xăng dầu được phân thành 3 loại:
• Loại quay tay
• Loại khởi động và chạy bằng điện
• Loạ
i kết hợp cả khởi động chạy điện và quay tay
Theo cấu tạo của bộ phận chỉ thị
Cột xăng dầu được phân thành 4 loại:

• Loại chỉ thị kim
• Loại chỉ thị bánh xe số
• Loại kết hợp chỉ thị kim và bánh xe số
• Loại chỉ thị điện tử hiện số
NACENTECH Hộp đen chống gian lận đo lường xăng dầu

4
Hiện trên cả nước có khoảng hơn 30.000 cột đo nhiên liệu trong đó trên
50% số cột đo này là nhập khẩu. Số còn lại là do các đơn vị trong nước sản
xuất.
1.3 Cấu tạo của cột bơm điện tử
Các loại cột bơm xăng dầu đang được sử dụng rộng rãi là cột khởi động
và điều khiển bằng điệ
n, đo thể tích kiểu bầu lường, chỉ thị điện tử hiện số và
thường gọi là cột bơm nhiên liệu điện tử. Trong một khung vỏ cơ khí mà chỉ
có một vòi cấp phát (còn có tên là cò bơm) mà chúng ta thường thấy gọi là cột
đơn như mô tả bằng hình ảnh dưới đây.

Hình1.1 Hình ảnh của một cột bơm nhiên liệu điện tử đơn
1- động cơ điện 2- bơm 3- bầu lường
4- bộ phát xung 5- CPU (đầu tính) 6- Van điện
7- ống dẫn 8- cò bơm 9- khung vỏ
NACENTECH Hộp đen chống gian lận đo lường xăng dầu

5
Trong một khung vỏ có thể có nhiều hơn một vòi cấp phát gọi là cột
bơm đôi, cột bơm ba và ở việt nam cột bơm nhiều vòi cấp phát nhất là cột
bơm bốn với bốn vòi cấp phát. Tương ứng mỗi vòi cấp phát là một hệ thống
riêng rẽ hoạt động độc lập (như cột đơn). Mỗi vòi bơm có thể có một mặt số
hiển th

ị hoặc hai mặt hiển thị phía trước và sau chỉ thị như nhau.
Tùy theo các nhà sản xuất và lắp ráp mà hình dạng mẫu mã và các tính
năng như hiển thị nhiều số hơn, lưu trữ tổng bằng số cơ học, hay tổng bằng cả
cơ và bộ nhớ điện tử, có loại tích hợp cả điều khiển không dây, cổng kết nối
mạng máy tính… Tuy nhiên hệ thố
ng điều khiển đo lường và tính toán để đưa
ra thể tích bơm, đơn giá, tổng số tiền hiển thị và lưu trữ tổng thể tích đã cấp
phát của mọi cột bơm về mặt nguyên lý là như nhau.
1.4 Sơ đồ khối và hoạt động của cột bơm

Hình1.2 Sơ đồ khối nguyên lý của cột bơm điện tử
NACENTECH Hộp đen chống gian lận đo lường xăng dầu

6
Sơ đồ khối hình1.2 là kết quả tìm hiểu, phân tích trên nhiều loại cột
bơm được nhập khẩu, sản xuất và lắp ráp trong nước. Sơ đồ mô tả các khối
chức năng của một cột bơm nhiên liệu điện tử mà ở đó hành vi gian lận đã và
có khả năng can thiệp.
1.5 Hoạt động của cột bơm
Bơm hoạt động nhờ mô tơ
điện, Nhiên liệu hút từ bể chứa được đẩy
qua bầu lường còn gọi là buồng đong. Trong cấu tạo của bơm có cả phần lọc
khí và bộ phận hồi lưu khi chạy không tải (bơm không cấp nhiên liệu) hay
quá áp. Nhiên liệu được đẩy lên bầu lường, bầu lường hoạt động dựa trên áp
lực của nhiên liệu, bầu lường thực hiện đong nhiên liệu ch
ảy qua nó bằng bốn
piston theo công nghệ (Linear Displacement Pumps) có độ chính xác cao
nhất hiện nay. Chuyển động của các piston dẫn đến chuyển động quay của
trục bầu lường. Mỗi vòng quay của trục này tương ứng với một lượng nhiên
liệu nhất định ví dụ: ADAST, TATSUNO, Bennett Mỹ 2 vòng /Lít

Trục bầu lường được lắp với trục quay của bộ phát xung (pulser). Khi
bầu lường quay một vòng thì bộ phát xung cũng quay một vòng. Bộ phát
xung chuyển đổi sự quay này thành xung điện trên nguyên lý cơ-quang-điện
Kết quả là mỗi vòng quay của bầu lường thì pulser phát ra số lượng xung điện
tương ứng và truyền lên khối CPU còn được gọi là đầu tính bằng cáp dẫn.
CPU nhận được số xung từ bộ phát xung sẽ tính toán theo chương trình
đã được lập sẵn và hiển thị giá trị thể tích và tổng tiền tương ứng trên mặt
hiển th
ị để thông báo cho khách hàng.


Trong đó:
V: số Lít ra trên một vòng quay bầu lường.
n: số vòng quay bầu lường ứng với số vòng quay của bộ chuyển đổi.
M: số xung trên một vòng quay của bộ chuyển đổi.
Buồng đong
V,n
Bộ chuyển đổi
M,n
Bộ chỉ thị
K
Hiển thị
L
NACENTECH Hộp đen chống gian lận đo lường xăng dầu

7
K: hệ số tính toán của bộ chỉ thị điện tử:
L: số Lít hiển thị trên mặt điện tử:
Thể tích nhiên liệu chảy qua bầu lường có thể được tính theo công thức
như sau: L = V x n x M x K (1.1)

Nhiên liệu sau khi ra khỏi bầu lường chảy qua van điện và đi ra vòi cấp
theo hệ thống ống dẫn kín. Đảm bảo an toàn và không biến dạng thể tích theo
áp suất và lự
c tác động bên ngoài. Trước khi đi vào bầu lường dòng nhiên liệu
còn được điều khiển bằng van một chiều, khi ra khỏi bầu lường được điều
khiển bằng van điện đóng mở mềm cho phép dòng nhiên liệu cấp phát theo
lưu lượng mong muốn, đồng thời đảm bảo độ chính xác của bầu lường.
1.6 Bơm và hệ tách khí


Hình1.3 Sơ đồ cấu tạo của bơ
m và hệ thống tách khí
NACENTECH Hộp đen chống gian lận đo lường xăng dầu

8
Bơm hoạt động nhờ mô tơ điện là loại động cơ phòng nổ chuyên dùng
cho xăng dầu, có bảo vệ quá tải. Các thông số của động cơ điện thường là:
• Điện áp 220 V – 1 pha / 380 V – 3 pha (± 10%)
• Công suất loại trung bình: 400 W - 500 W
• Công suất loại lớn: 750 W - 800 W
Bơm hút nhiên liệu từ bể chứa đi vào và ra khỏi bơm đều qua van một
chiều vì vậy dòng nhiên liệu không bao giờ
chảy ngược được về bể chứa. đây
là một lợi thế cho bộ phát xung mã hóa vòng quay dạng increating encoder
tránh được sai số. Bơm thường sử dụng loại cánh gạt có van hồi lưu để đảm
bảo chạy an toàn ở chế độ không tải. Lưu lượng loại trung bình 40 đến 50
l/min, lưu lượng loại cao: 70 đến 90 l/min tùy thuộc với công suất của động
cơ điện. Chiều cao hút thông thườ
ng 4m
Nhiên liệu sau khi qua buồng bơm sẽ đưa vào buồng tách khí tại đây

các bọt khí lẫn trong nhiên liệu sẽ được tách ra bằng hệ thống khá phức tạp.
Hệ thống tách khí có khả năng tách được các bọt khí có kích thước đến µm
sau đó không khí thoát ra ngoài qua lỗ thoát khí. Kết quả nhiên liệu đẩy lên
bầu lường không có kèm bọt khí có kích thước lớn làm sai lệch nhiều phép đo
dung tích của cột bơm.

1.7 Bầu lường
B
ầu lường là một khối hợp kim cứng được thiết kế theo kiểu đong chất
lỏng. Thông thường cấu tạo bởi 04 piton, các piton làm việc dựa vào áp lực
của dòng nhiên liệu. Bầu lường cũng có thể hiệu chỉnh sai số bằng cơ cấu cơ
khí, giới hạn hiệu chỉnh lớn nhất có thể cho sai số này rất nhỏ thường chỉ từ
±1% đến ±5% tùy theo nhà sản xuấ
t. Bầu lường hiện nay đang sử dụng ở
nước ta hoàn toàn nhập ngoại có sai số rất nhỏ, thông thường là 0.25% đến
0.5%. Khi bầu lường hoạt động hay đong nhiên liệu, chu kỳ chuyển động của
piston truyền chuyển động lên trục quay. Một vòng quay của trục tương ứng
với một lượng nhiên liệu nhất định đi qua bầu lường.
NACENTECH Hộp đen chống gian lận đo lường xăng dầu

9

Hình1.4 Bầu lường và pulser cắt 1/4vỏ
Trục quay của bầu lường được lắp với trục của pulser (bộ phát xung).
Bộ phát xung được gắn với bầu lường kiểu cơ khí vững chắc tạo nên một khối
liền. Khi buồng đong thực hiện 1 chu kỳ đong nhiên liệu - tương ứng với một
lượng nhiên liệu của cả 4 piton đong được. Thì trục quay của bầ
u lường quay
một vòng, trục quay của bầu lường được truyền lên bộ phát xung thông qua
khớp nối cơ khí.

Hình1.5 Cấu tạo của bầu lường
NACENTECH Hộp đen chống gian lận đo lường xăng dầu

10
1.8 Bộ phát xung - Pulser
Bộ phát xung được thiết kế trên nguyên lý giải mã tín hiệu quang điện
thông qua đĩa đục lỗ. Dưới đây là hình ảnh của các bộ phát xung đang sử
dụng ở nước ta.














Hình1.6 Một số loại Pulser đang sử dụng trên thị trường
Bộ phát xung về mặt cơ khí được chế tạo bằng hộp kim loại đúc, kín
cho phép chịu tác động của cơ học và rò rỉ chất lỏng từ ngoài vào. Bộ phát
xung gá lắp lên bầu lường thành một khối cơ khí phải có độ kín và chính xác
Pulser Bennett
Pulser Seen Sedi Vi
Pulser Tokheim

Pulser Tokico
Pulser Tatsuno
Pulser Vietnam
NACENTECH Hộp đen chống gian lận đo lường xăng dầu

11
để thực hiện việc nối chuyển động quay của trục bầu lường với trục của đĩa
encoder của bộ phát xung. Với cơ cấu cơ khí được thiết kế sẵn các vít cho
phép quản lý tốt bằng cả kẹp chì lẫn niêm phong và hơn hết đó là quy định
của pháp luật.
Về mặt kỹ thuật mạch, các bộ phát xung đều có cấu tạo nguyên lý như
nhau - bộ bi
ến đổi quang điện kiểu mã hóa xung từ đĩa đục lỗ (code weel).




Hình1.7 đĩa đục lỗ và bảng mạch của pulser

Khoảng cách giữa các lỗ (các khe) cho ánh sáng đi qua được thiết kế
theo tiêu chuẩn của modul quang điện có tên (Digital Output Small Optical
NACENTECH Hộp đen chống gian lận đo lường xăng dầu

12
Encoder Modules) thông thường sử dụng các module của hãng Shaft hoặc
Avago. Có cấu tạo như sau:

Hình1.8 Cấu tạo của Optical Encoder Module

Hình1.9 Tín hiệu 2 kênh của Optical Encoder Module
Mỗi kênh tín hiệu được thu bằng 2 photodiode và đưa vào thuật toán so
sánh kiểu triger theo mức, dẫn đến nhiễu vị trí khi khe sáng đúng vào vị trí
thu của photodiode sẽ triệt tiêu khi đĩa bị rung lệch cơ khí.
NACENTECH Hộp đen chống gian lận đo lường xăng dầu

13
Tín hiệu hai kênh A và B của Optical Encoder Module gần như xung
vuông lệch pha nhau đúng bằng ¼ chu kỳ và hoàn toàn tương thích TTL.

Hình1.10 Tín hiệu của encoder
Trong cột bơm do cấu tạo của bơm có hệ thống van một chiều nên bộ
mã hóa vòng quay chỉ được quay theo chiều thuận, nói cách khác pulser là bộ
mã hóa vòng quay 1 chiều.
TATSUNO
ZE1609A
1
1
2
3
4
5
CN1
CON5
VCC
R7
221
VCC
2
3

4
5
6
7
8
9 10
11
12
13
14
15
16
17
18
TP1
TP2
VCC
C1
10N
C3
1N
R2
102
R3
104
C2
104
LED
R4
103

3/ OPIC-VOB
6/ OPIC-VOA
VCC
GND
GNDGND
VCC VCC
GND
R6
221
VCC
LED
GND
Q5
P
Q4
P
GND
GND
3/ OPIC-VOB
6/ OPIC-VOA
R5
103
VCC
VCC
3
2
1
Q2
L33
3

2
1
Q1
L33
GND
S-A
S-A
S-B
GND
3
2
1
Q3
L33
GND
PW- ERR
S-B
GND
PW- ERR
A
B
A
BB
A

Hình1.11 Sơ đồ nguyên lý pulser PECO
Tín hiệu xung thu được CH. A và CH. B tiếp tục được đưa vào các chíp
chuyên dụng (ZE1609A của Peco5) hoặc vi điều khiển lập trình được (PIC
của Neo Series). Cho đến nay chúng tôi vẫn chưa thể biết rõ các chức năng
của những chíp này. Trong khi khảo sát tín hiệu vào ra của các chân trên loại

CH. A
CH. B